• 제목/요약/키워드: graphical model

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신뢰도 기반 교량 안전성 평가를 위한 구조신뢰성 해석 플랫폼 FERUM-MIDAS의 개발 (Development of Structural Reliability Analysis Platform of FERUM-MIDAS for Reliability-Based Safety Evaluation of Bridges)

  • 이승준;이영주
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.884-891
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    • 2020
  • 교량은 현대 사회에서 중요한 사회기반시설물 중에 하나로 교량의 붕괴는 막대한 인명 피해와 경제적 손실을 일으킬 수 있다. 따라서 교량의 구조적 안전성을 평가하는 것은 매우 중요하며, 이를 위해 교량을 둘러싼 여러 종류의 불확실성 요인들을 고려하는 구조신뢰성 해석이 흔히 사용된다. 본 연구에서는 다양한 하중 조건에서 교량의 안전성을 평가하기 위한 새로운 구조신뢰성 해석 플랫폼을 제안한다. 제안 플랫폼 FERUM-MIDAS는 신뢰성 해석 소프트웨어인 Finite Element Reliability Using MATLAB(FERUM)과 교량 설계/해석에 특화된 상용 소프트웨어인 MIDAS/CIVIL을 연결하여, 자동적인 입출력 데이터 교환을 통해서 구조신뢰성 해석을 수행한다. 나아가 MIDAS/CIVIL의 그래픽 사용자 인터페이스로만 소프트웨어 구동이 가능한 한계점을 극복하기 위하여 FERUM에 별도의 그래픽 사용자 인터페이스 제어 모듈을 추가하였다. 본 연구에서는 제안 플랫폼을 간단한 프레임 예제에 적용하여 대표적인 신뢰성 해석 방법인 FORM(First-Order Reliability Method)과 MCS(Monte Carlo simulation)의 해석 결과를 비교·분석하였으며, 계산된 파괴확률 차이가 5% 미만인 것을 확인하여 제안 플랫폼의 검증을 완료하였다. 이와 더불어 개발된 플랫폼을 활용하여 KL-510 활하중 모델을 고려한 프리스트레스트 콘크리트(pre-stressed concrete, PSC)교의 파괴확률과 신뢰도 지수를 도출하고, 그 결과를 분석하여 교량의 구조적 안전성을 평가하였다. 본 연구에서 제안한 새로운 구조신뢰성 해석 플랫폼을 통해 교량의 효과적인 신뢰도 기반 안전성 평가가 가능할 것으로 기대된다.

유비쿼터스 디바이스를 위한 사용성 평가 프레임워크 개발 - 디바이스의 Graphical User Interface 중심으로 (Usability Evaluation Framework for Ubiquitous Computing Device)

  • 김한준;최종규;지용구
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2008년도 학술대회 2부
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    • pp.131-135
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    • 2008
  • 전자 기술 및 관련 기반 기술의 급속한 발달로 인해 다양한 정보디바이스들이 출시되고 있다. 이러한 정보디바이스들은 현재의 PMP(Portable Multimedia Player), PDA(Personal Data Assistant)나 핸드폰 등에서부터 사용자의 욕구를 만족시켜주는 다양한 장치들이 개발 될 것으로 보인다. 이러한 디바이스들은 통신 기술의 발전과 통신 인프라 발달 및 보급의 확대로 네트워크로 연결되고 있으며, 이에 따라 사용자는 중앙 서버 등에 접속하여 언제 어디서나 원하는 정보를 주고 받을 수 있게 되었다. 이렇게 언제 어디서나 자연스럽게 네트워크로 연결된, 유비쿼터스 시대의 디바이스를 사용하게 되면서 기존의 GUI(Graphic User Interface)에 최적화된 사용성 평가 원칙이 아닌, 새로운 사용환경에 적함한 사용 편의성 원칙을 재정의 해야 할 필요성이 높아졌다. 유비쿼터스에 관한 기존의 연구는 유비쿼터스 컴퓨팅 디바이스의 설계 혹은 디자인의 방법을 제시하기 보다는 유비쿼터스 사회의 특정 및 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스가 가져야 할 특정에 관한 것이 대부분이며, 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스의 사용성에 대한 연구는 유비쿼터스 컴퓨팅 서비스에 대한 평가의 원칙만 제시할 뿐 구체적인 사용성 원칙을 제시하지 않고 있다. 또한 컨텍스트어웨어 컴퓨팅에서도 유비쿼터스 컴퓨팅과 관련된 많은 연구가 이루어지고 있지만 사용성 원칙과 관련된 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 기존의 사용성에 대한 연구 및 유비쿼터스 컴퓨팅에 대한 연구를 바탕으로 유비쿼터스 컴퓨팅 디바이스의 사용성 평가에 적합한 평가 프레임워크를 개발하였다. 유비쿼터스 컴퓨팅 사용성 모델을 개발하였으며, 이를 통하여 유비쿼터스 디바이스에 관련된 다양한 이슈들을 확인할 수 있다. 또한 유비쿼터스 디바이스 사용성 평가 원칙 개발을 위하여 기존의 GUI를 대상으로 하는 기존의 사용성 평가 원칙에서 본 연구에 적용 될 수 있는 원칙을 선별하였다. 이는 디바이스의 사용성 평가를 위한 일반적인 사항을 평가한다. 여기에 유비쿼터스외 관련된 기존연구로부터 유비쿼터스 디바이스 사용성 평가에 활용할 수 있는 사용성 평가 원칙을 추출하여 유비쿼터스 디바이스 사용성 평가 원칙을 개발하였다.

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대두포장(大豆圃場)에서 수분흡수(水分吸收)에 관(關)한 수치해석학적(數値解析學的) 모형(模型) (Numerical Simulation of Water Uptake of Soybean Field)

  • 정영상
    • 한국토양비료학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.8-16
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    • 1981
  • Ohm의 법측(法測)을 이용(利用)한 물 이동(移動) 방정식(方程式)의 해(解)를 수치해석법(數値解析法)으로 구(求)하여 대두(大豆)의 물 소모양상(消耗樣相)을 추정(推定)하여 실측자료(實測資料)와 비교(比較)하였다. 본(本) 모형(模型)은 고속전산기(高速電算器)를 사용(使用)하기 위(爲)하여 FOPTRAN으로 쓰여졌으며 모형(模型)의 검정(檢定)은 미(美) Iowa 주서부농업시험장(洲西部農業試驗場)에서 얻어진 자료(資料)를 사용(使用)하여 시도(試圖)되었다. 모형검정치(模型檢定値)와 실측치간(實測値間)에 잘 맞는 경향(傾向)이었으나 다소(多少)의 오차(誤差)가 시기적(時期的)으로 인정(認定)되었다. 계산(計算)된 토양증발량(土壤蒸發量)은 작물생육초기(作物生育初期)에는 약(約) 2mm/day이었으나 후기(後期)에는 0.4mm/day로 감소(減少)하였으며, 한발기(旱魃期)에 0.1mm/day까지 감소(減少)되었다. 증발량(蒸發量)은 최대(最大) 5mm/day이었다. 토심(土深) 180cm와 210cm 층위(層位)에서 이루어지는 지하배수량(地下排水量)은 약(約) 0.2mm/day이었고, 후기(後期)에는 역전되어 모관상승(毛管上昇)을 보였으며 이 양(量)은 약 0.07mm/day로 근계(根系)의 물 소모량(消耗量)을 충족(充足)시키지는 못하였다. 따라서 심토(深土)의 물 이용(利用)을 위(爲)해서는 근계(根系)의 확장(擴張)이 더 중요(重要)하다.

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시금치 가루를 첨가한 발아현미쿠키의 최적화 (Optimization of Germinated Brown Rice Cookie with Added Spinach Powder)

  • 이희정;주나미
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제26권6호
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    • pp.707-716
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    • 2010
  • 본 연구에서는 시금치 가루를 첨가한 발아현미쿠키 제조 조건의 최적화를 위해 시금치 가루와 설탕, 버터의 양을 독립변수로 하였고, Design Expert7(State-easy co., Minneapolis)을 사용하여 실험을 계획하고 최적화하였다. 시금치 가루와 설탕, 버터의 최대 및 최소범위는 예비실험을 거쳐 시금치 가루는 1~5 g, 설탕은 20~50 g, 버터는 40~60 g으로 하여 발아현미쿠키를 제조하여 물리적, 관능적 특성 검사를 실시하였다. 색도에서 명도는 시금치 가루 1 g과 설탕 20 g, 버터 60 g에서 가장 높았고, 5% 수준에서 유의적인 차이가 있었으며, 적색도와 황색도에서는 유의적인 차이는 없었다. 퍼짐성은 시금치 가루와 설탕, 버터의 양이 증가할수록 감소하는 경향을 보여 첨가량이 많을수록 퍼짐성을 감소시키는 것으로 나타났고 시금치 가루와 버터의 교호작용이 퍼짐성에 영향을 주는 것으로 나타났으며, 1%수준에서 유의한 것으로 나타났다. 이는 가루 첨가가 쿠키의 퍼짐성을 감소시킨다는 연구결과와 유사하였다. 경도는 시금치 가루와 버터의 교호작용이 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났으나, 유의하지는 않았다. 관능적 특성에서 색, 향, 조직감, 전체적인 기호도 항목은 5% 수준에서 유의한 것으로 나타났으며, 시금치 가루의 양이 많아질수록 기호도는 일정수준까지 증가하다가 급격히 감소한 것으로 나타났다. 색의 관능은 시금치 가루와 버터의 교호작용, 향은 설탕과 버터의 교호작용, 조직감은 시금치 가루와 설탕의 교호작용, 전체적인 기호도에서는 시금치 가루와 버터, 설탕과 버터의 교호작용이 더 민감하게 영향을 주는 것으로 나타났다. 관능의 모든 항목에서 시금치 가루 3 g, 설탕 35 g, 버터 50 g에서 기호도가 가장 높은 것으로 나타났다. 예비실험을 중 발아현미와 통밀가루를 이용한 쿠키베이스에 시금치를 첨가한 것이 비교적 선호도가 높은 것으로 나타났다. 따라서 발아현미 쿠키베이스를 이용한 시금치첨가 쿠키의 결과에서는 최적 배합비를 예측한 최적값은 시금치 가루 3 g, 설탕 35.5 g, 버터 54.4 g이었으며, 본 시금치를 첨가한 발아현미 쿠키는 기능성 및 품질과 기도적 측면에서 상품화를 위한 충분한 가능성이 있는 것으로 사료된다.

비선형 하중전이법에 의한 점토 및 모래층에서 파일의 지지력 예측 (Axial Load Capacity Prediction of Single Piles in Clay and Sand Layers Using Nonlinear Load Transfer Curves)

  • 김형주;미션호세;송용선;반재홍;백필순
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제9권5호
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    • pp.45-52
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지반 및 구조물의 문제점을 이상화 하는데 필요한 응용기술을 개발하기 위해 공개되어 있는 소프트웨어 즉 도스용 프로그램을 윈도우상에서 OpenSees 말뚝의 정적 지지지력과 침하를 분석할 수 있도록 하여 윈도우상에서 사용자가 편리하게 전 처리와 후 처리 및 경제조건 처리가 가능하도록 OpenSees프로그램을 개선하였다. 본 연구에 사용된 지지력 분석은 유한요소 해석과 합성된 하중전이함수에 근거한 수치해석방법이다. 본 연구에서는 흙-말뚝의 상호작용에 의한 마찰력과 선단 지지력을 각각 모델링하기 위해 경험적인 비선형 T-z과 Q-z곡선에 의한 하중전이법을 이용하여 하중재하에 따른 침하조건에서의 흙-말뚝의 반응을 나타내었다. 본 연구에서 예측한 정적 지지력과 침하량은 문헌에 의한 정적재하시험 결과와 잘 일치하는 것으로 나타나 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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로지스틱 회귀, 랜덤포레스트, LSTM 기법을 활용한 서리예측모형 평가 (Comparative assessment of frost event prediction models using logistic regression, random forest, and LSTM networks)

  • 전종안;이현주;임슬희;김대하;백상수
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제54권9호
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    • pp.667-680
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    • 2021
  • 이 연구의 목적은 서리 발생일과 무상일 기간의 특성을 분석하고 로지스틱 회귀, 랜덤 포레스트, Long-short Term Memory (LSTM) 기법을 활용하여 서리발생 예측모델을 개발하고 평가하는데 있다. 수원, 청주, 광주 지점에서 봄철과 가을철 서리발생 예측모델 개발을 위한 기상변수들을 수집하였으며, 수집기간은 1973년부터 2019년까지이다. 프리시전(precision), 리콜(Recall), f-1 스코어와, AUC 및 Reliability Diagram과 같은 그래피컬 평가기법을 이용해 서리발생 예측모델을 평가하였다. 봄철과 가을철 모두 서리발생일이 줄어드는 경향성(유의수준: 0.01)을 보였다. 0.9 이상의 높은 AUC 값에도 불구하고, 신뢰도는 일정한 값을 보여주지는 않았다. 서리발생일 측뿐만 아니라, 초상일과 종상일을 정확히 예측할 수 있도록 모형 개선이 필요해 보이며, 다른 지역의 더 많은 지점에서 동일한 기법을 적용해 보는 연구가 필요해 보인다.

Predicting the splitting tensile strength of manufactured-sand concrete containing stone nano-powder through advanced machine learning techniques

  • Manish Kewalramani;Hanan Samadi;Adil Hussein Mohammed;Arsalan Mahmoodzadeh;Ibrahim Albaijan;Hawkar Hashim Ibrahim;Saleh Alsulamy
    • Advances in nano research
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    • 제16권4호
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    • pp.375-394
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    • 2024
  • The extensive utilization of concrete has given rise to environmental concerns, specifically concerning the depletion of river sand. To address this issue, waste deposits can provide manufactured-sand (MS) as a substitute for river sand. The objective of this study is to explore the application of machine learning techniques to facilitate the production of manufactured-sand concrete (MSC) containing stone nano-powder through estimating the splitting tensile strength (STS) containing compressive strength of cement (CSC), tensile strength of cement (TSC), curing age (CA), maximum size of the crushed stone (Dmax), stone nano-powder content (SNC), fineness modulus of sand (FMS), water to cement ratio (W/C), sand ratio (SR), and slump (S). To achieve this goal, a total of 310 data points, encompassing nine influential factors affecting the mechanical properties of MSC, are collected through laboratory tests. Subsequently, the gathered dataset is divided into two subsets, one for training and the other for testing; comprising 90% (280 samples) and 10% (30 samples) of the total data, respectively. By employing the generated dataset, novel models were developed for evaluating the STS of MSC in relation to the nine input features. The analysis results revealed significant correlations between the CSC and the curing age CA with STS. Moreover, when delving into sensitivity analysis using an empirical model, it becomes apparent that parameters such as the FMS and the W/C exert minimal influence on the STS. We employed various loss functions to gauge the effectiveness and precision of our methodologies. Impressively, the outcomes of our devised models exhibited commendable accuracy and reliability, with all models displaying an R-squared value surpassing 0.75 and loss function values approaching insignificance. To further refine the estimation of STS for engineering endeavors, we also developed a user-friendly graphical interface for our machine learning models. These proposed models present a practical alternative to laborious, expensive, and complex laboratory techniques, thereby simplifying the production of mortar specimens.

Comparative analysis on darcy-forchheimer flow of 3-D MHD hybrid nanofluid (MoS2-Fe3O4/H2O) incorporating melting heat and mass transfer over a rotating disk with dufour and soret effects

  • A.M. Abd-Alla;Esraa N. Thabet;S.M.M.El-Kabeir;H. A. Hosham;Shimaa E. Waheed
    • Advances in nano research
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    • 제16권4호
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    • pp.325-340
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    • 2024
  • There are several novel uses for dispersing many nanoparticles into a conventional fluid, including dynamic sealing, damping, heat dissipation, microfluidics, and more. Therefore, melting heat and mass transfer characteristics of a 3-D MHD Hybrid Nanofluid flow over a rotating disc with presenting dufour and soret effects are assessed numerically in this study. In this instance, we investigated both ferric sulfate and molybdenum disulfide as nanoparticles suspended within base fluid water. The governing partial differential equations are transformed into linked higher-order non-linear ordinary differential equations by the local similarity transformation. The collection of these deduced equations is then resolved using a Chebyshev spectral collocation-based algorithm built into the Mathematica software. To demonstrate how different instances of hybrid/ nanofluid are impacted by changes in temperature, velocity, and the distribution of nanoparticle concentration, examples of graphical and numerical data are given. For many values of the material parameters, the computational findings are shown. Simulations conducted for different physical parameters in the model show that adding hybrid nanoparticle to the fluid mixture increases heat transfer in comparison to simple nanofluids. It has been identified that hybrid nanoparticles, as opposed to single-type nanoparticles, need to be taken into consideration to create an effective thermal system. Furthermore, porosity lowers the velocities of simple and hybrid nanofluids in both cases. Additionally, results show that the drag force from skin friction causes the nanoparticle fluid to travel more slowly than the hybrid nanoparticle fluid. The findings also demonstrate that suction factors like magnetic and porosity parameters, as well as nanoparticles, raise the skin friction coefficient. Furthermore, It indicates that the outcomes from different flow scenarios correlate and are in strong agreement with the findings from the published literature. Bar chart depictions are altered by changes in flow rates. Moreover, the results confirm doctors' views to prescribe hybrid nanoparticle and particle nanoparticle contents for achalasia patients and also those who suffer from esophageal stricture and tumors. The results of this study can also be applied to the energy generated by the melting disc surface, which has a variety of industrial uses. These include, but are not limited to, the preparation of semiconductor materials, the solidification of magma, the melting of permafrost, and the refreezing of frozen land.

Fulfilling the Export Potential of Agricultural Production in the Context of Aggravating Global Food Crisis

  • Hassan Ali Al-Ababneh;Ainur Osmonova;Ilona Dumanska;Petro Matkovskyi;Andriy Kalynovskyy
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권7호
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    • pp.128-142
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    • 2024
  • Creation and implementation of export-oriented strategy is an urgent issue of economic development of any country. In an export-oriented model of economic development, exports should be a means of promoting economic growth and a tool to strengthen existing and potential competitive advantages. Agricultural production is the key factor in exports and the source of foreign exchange earnings in many countries. However, the export potential of agricultural producers may be inefficiently fulfilled due to the heterogeneity of countries in terms of economic development, trade relations and border policy. The aim of the research is to study the nature, main trends and problematic aspects of fulfilling the export potential of agricultural production in the context of aggravating food crisis. The study involved general scientific methods (induction and deduction, description, analysis, synthesis, generalization) and special (statistical method, economic analysis, descriptive statistics and interstate comparisons, graphical method). The need to ensure food security by countries around the world urges the importance of the agricultural sector as a catalyst for economic development, sources of foreign exchange earnings, investment direction, etc. The study of agricultural specialization led to the conclusion that wheat and sugar are goods with the highest export potential. It is substantiated that the countries of South America, OECD, North America and Europe have the highest level of realization of export potential of agricultural production, and African countries are import-dependent. In addition, the low export orientation of Africa and Asia due to the peculiarities of their natural and climatic conditions is established based on the assessment of export-import operations in the regional context. The internal and external export potential of each of the regions is analysed. Economic and mathematical simulation of assessing the impact of the most important factors on the wheat exports volumes was applied, which allowed predicting wheat exports volume and making sound management decisions regarding the realization of the export potential of agricultural companies. The inverse correlation between the exports volume and wheat consumption per capita, and the direct correlation between the effective size and area of land used for wheat cultivation was established through the correlation and regression analysis.

상이한 정렬에 따른 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA) 방법을 이용한 새로운 2-Alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one 유도체들의 살균활성에 관한 3차원적인 정량적 구조와 활성과의 관계 (Three Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationship Analyses on the Fungicidal Activities of New Novel 2-Alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one Derivatives Using the Comparative Molecular Similarity Indices Analyses (CoMSIA) Methodology Based on the Different Alignment Approaches)

  • 성낙도;윤태용;송종환;정훈성
    • 농약과학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.26-34
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    • 2005
  • 일련의 새로운 2-alkoxyphenyl-3-phenylthioisoindoline-1-one 유도체들의 구조 변화에 의한 저항성(RPC; 95CC7303)과 감수성(SPC; 95CC7105) 고추역병 균주(Phytopthora capsici)들의 살균활성에 대한 3차원적인 정량적 구조-활성관계(3D-QSAR)를 비교분자 유사성 지수분석(CoMSIA) 방법으로 연구하였다. 그 결과, RPC 균주는 field fit 정렬시 정전기장(E)과 수소결합 받게장(A) 및 분자궤도장(LUMO)이 조합된 조건에서 모델 R5를 그리고 SPC 균주는 atom based fit 정렬시 입체장(S)과 분자궤도장(HOMO)의 조건에서 모델 S1(또는 S5)이 가장 양호한 예측성과 적합성을 나타내는($q^2=0.714{\sim}0.823$$r^2_{ncv.}=0.918{\sim}0.954$) CoMSIA 모델이었다. 또한, RPC 균주에는 LUMO (24.4%) SPC 균주에는 HOMO(13.5%) 분자 궤도장이 그리고 두 균주에 대하여 공통적으로 수소결합 받게장(A)이 살균활성에 기여하는 특성을 나타내었다. 그리고 CoMSIA 등고도 분석결과, 두 균주에 대한 선택적인 살균활성은 N-phenyl 고리상 X-치환기와 S-phenyl 고리상 R-치환기의 구조변화로 이루어질 수 있을 것으로 판단된다.